JP2009150254A - 電動送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両用電動送風機１０において、直流モータ５０のモータハウジング５１内を冷却することができる。
【解決手段】 モータハウジング５１の前面５２にて開口部５３０〜５３７の上側には、庇５３０ａ〜５３７ａが設けられている。右半周分の庇５３０ａ〜５３３ａにより、各リブ４５により発生する風圧が開口部５３０内に加わることを妨げる。左半周分の庇５３４ａ〜５３７ａは、各リブ４５により発生する風圧が開口部５３４内に加わるように風圧を案内する。このため、モータハウジング５１のうちボス側の開口部５３０〜５３７だけで、モータハウジング５１内において空気が左半周分の開口部５３０〜５３３側から右半周分の開口部５３４〜５３７側に流すことができる。このため、モータハウジング５１内のロータ５５、ブラシ５７ａ、５７ｂ、および整流子５６等を冷却することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、電動モータにより送風ファンを回転させる電動送風機に関する。

従来、この種の電動送風機として、特許文献１に示すように、自動車のエンジンルーム内の前方側においてラジエータの車両後側に配置され、ラジエータに送風するものがある。

このものにおいて、ラジエータの車両後方側に送風ファンが配置されている。送風ファンの車両後方側に電動モータが配置されている。電動モータの回転軸は車両前後方向に延びるように配置されており、回転軸の先端側に送風ファンのボス部が固定されている。

電動モータのモータハウジングには、前側開口部および後側開口部が設けられている。前側開口部は、モータハウジングのうちボス部側に位置し、後側開口部は、モータハウジングのうちボス部と反対側に位置する。

そして、送風ファンが電動モータにより駆動されて回転する際には、後側開口部からモータハウジング内に空気が流入し、その後、この空気は、モータハウジング内を通過して前側開口部から外側に流れ出す。これにより、モータハウジング内部の回転子などを冷却することができる。
特開２００６−３３９３２号公報

上述の電動送風機において、モータハウジングには、前側開口部および後側開口部が設けられているので、モータハウジング内に空気を通過させることができるものの、後側開口部は、モータハウジングに対して車両後側に位置する。

ここで、モータハウジングの車両後側は、車両走行時に道路側から跳ね飛ぶ水を被る場合がある。このため、道路側から跳ね飛んだ水が、後側開口部からモータハウジング内部に侵入する可能性がある。したがって、モータハウジング内部に水が侵入することを避けるには、前側開口部（すなわち、ボス部側開口部）だけで、モータハウジング内に空気流を発生させることが必要となる。

本発明は、上記点に鑑み、モータハウジングのうちボス部側開口部だけで、モータハウジング内に空気流を発生させることができる電動送風機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明では、モータハウジング（５１）と、水平方向に延出し、かつ前記モータハウジング内から外側に先端側が突出するように配置されている回転軸（５１ａ）と、前記モータハウジング内に配置される固定子（５４）と、前記モータハウジング内で前記回転軸に固定され、前記固定子から発生する磁界に基づいて前記回転軸を回転させる回転子（５５）と、を有する電動モータ（５０）と、
前記回転軸の先端側に固定されているボス部（４１）と、このボス部から前記回転軸の径方向外周側に延出するように形成されて、前記回転軸の回転に伴って送風する複数の羽根（４７）と、を有する送風ファン（４０）と、を備え、
前記モータハウジングのうちボス部側には、前記回転軸に対して直交する直交面（５２）が設けられており、
前記直交面には、前記ボス部に向けて開口する複数の開口部（５３０〜５３７）が、前記回転方向に亘り分散して設けられており、
前記ボス部には、前記径方向に延出し、かつ前記直交面に向けて突出するように形成されて、前記回転軸の回転に伴って前記回転軸の回転向きに働く風圧を発生するリブ（４５）が設けられており、
前記複数の開口部のそれぞれの上側には、庇（５３０ａ〜５３７ａ）がそれぞれ設けられており、
前記複数の庇のうち少なくとも１つの庇（５３４ａ、５３５ａ、５３６ａ、５３７ａ）は、前記開口部に対して前記回転向きの前方に配置されて、前記風圧が前記開口部内に加わるように前記風圧を案内し、
前記複数の庇のうち前記１つの庇以外の他の庇（５３０ａ、５３１ａ、５３２ａ、５３３ａ）は、前記開口部に対して前記回転向きの後方に配置されて、前記開口部に前記風圧が加わることを妨げるようになっていることを特徴とする。

ここで、各開口部の役割を区別するために、開口部に対して回転向きの前方に庇が配置された開口部を上流側開口部といい、開口部に対して回転向きの後方に庇が配置された開口部を下流側開口部という。

請求項１に係る発明によれば、上流側開口部（５３４、５３５、５３６、５３７）に風圧が加わることに伴って、空気が上流側開口部を通してモータハウジング内に流入して、この流入した空気が上流側開口部側から下流側開口部側に流れ、さらに空気が下流側開口部（５３０、５３１、５３２、５３３）からモータハウジングの外側に流出する。

以上により、モータハウジングのうちボス部側の開口部だけで、モータハウジング内で空気を流すことができる。

請求項２に係る発明では、前記複数の開口部は、前記回転軸を中心とする同一角度間隔で並べられていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、前記複数の庇は、前記直交面のうち一方の半周側に配置された庇（５３４ａ、５３５ａ、５３６ａ、５３７ａ）と、他方の半周側に配置された庇（５３０ａ、５３１ａ、５３２ａ、５３３ａ）とから構成され、
前記一方の半周側の庇は、前記開口部に対して前記回転向きの前方に配置されて、前記風圧が前記開口部内に加わるように前記風圧を案内し、
前記他方の半周側の庇は、前記開口部に対して前記回転向きの後方に配置されて、前記開口部に前記風圧が加わることを妨げるようになっていることを特徴とする。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

図１に本発明に係る車両用電動送風機の一実施形態を示す。

図１は車両用電動送風機１０が車両に搭載された状態を車幅方向から視た断面図である。図中上矢印は天地方向上側を示し、下矢印は天地方向下側を示し、前矢印は車両前側を示し、後矢印は車両後側を示す。

車両用電動送風機１０は、当該自動車のエンジンルーム内において、図１に示すように、ラジエータ２０に対して車両後側に配置されている。

車両用電動送風機１０は、送風ファン４０および直流モータ５０を備える。送風ファン４０は、ラジエータ２０に対して車両後側に配置されている。直流モータ５０は、送風ファン４０に対して車両後側に配置されている。

直流モータ５０は、シュラウド３０を介してラジエータ２０に固定されている。送風ファン４０は、直流モータ５０により回転駆動されて、ラジエータ２０を車両前側から車両後側に通過する空気流れを発生する。

ラジエータ２０は、エンジン冷却水と空気との間で熱交換してエンジン冷却水を冷却する熱交換器である。シュラウド３０は、車両用電動送風機１０をラジエータ３０に固定するとともに、ラジエータ２０を通過する空気流れを案内する部材である。

次に、車両用電動送風機１０の構造の詳細について図２〜図５を参照して説明する。

図２は車両用電動送風機１０の単体を示す斜視図であって、送風ファン４０の一部を破断して直流モータ５０を示しており、図３は車両用電動送風機１０の単体の断面図であり、図４は図３中Ａ矢視図であり、図５は図３中Ｂ−Ｂ断面図である。

送風ファン４０は、図２または図３に示すように、ボス部４１を備えており、ボス部４１は、円板状の前面４３と環状側壁４４とを有する短筒状に形成されている。前面４３には、車両後方側に凹む凹部４３ａが設けられている。

凹部４３ａには、車両前後方向に貫通する貫通孔４３ｂ（図３参照）が設けられており、貫通孔４３ｂには、直流モータ５０の回転軸５１ａの先端側が車両前側に貫通している。

回転軸５１ａは、水平方向に延出するように配置されており、回転軸５１ａの先端部にはナット６０が装着されて前面４３と回転軸５１ａとが固定されている。

前面４３のうち車両後方側には、図３および図４に示すように、８個のリブ４５（図４参照）が設けられている。８個のリブ４５は、凹部４３ａ側から回転軸５１ａの径方向外周側に延出し、かつ車両後方側に突出するように形成されている。

各リブ４５は、ボス部４１の機械的強度を増す補強部材として機能とともに、後述するように、回転軸５１ａの回転向きに働く風圧を発生させる羽根として機能する。

環状側壁４４には、図５に示すように、８個のリブ４６が設けられている。各リブ４６は、図３に示すように、車両後前後方向に延出し、かつ回転軸５１ａの径方向回転軸側にそれぞれ突出するように形成されている。

各リブ４６は、前面４３のリブ４５にそれぞれ接続されている。各リブ４６は、各リブ４５と同様、ボス部４１の機械的強度を増す補強部材として機能する。

送風ファン４０は、５枚の羽根４７を備えており、５枚の羽根４７は、ボス部４１から径方向外周側にそれぞれ延出するように形成されている。５枚の羽根４７は、ボス部４１とともに、軸流ファンを構成している。

なお、５枚の羽根４７およびボス部４１は、樹脂材料により一体に成形されている。

直流モータ５０は、図３に示すように、モータハウジング５１を備えている。モータハウジング５１は、円板状の前面５２を有する短筒状に成形されている。前面５２は、ボス部４１の前面４３に対向している。

前面５２は、回転軸５１ａに直交するように形成されており、前面５２には、回転軸５１ａの先端側が車両前側に貫通している。なお、前面５２は、特許請求範囲に記載の直交面に相当する。

前面５２には、図５に示すように、８個の開口部５３０、５３１、５３２、５３３、５３４、５３５、５３６、５３７が設けられており、開口部５３０〜５３７は、図３に示すように、ボス部４１の前面４３に向けて開口するように形成されている。

図３中では、開口部５３４、５３７を示している。開口部５３０〜５３７は、回転軸５１ａを中心として同一角度間隔に並べられている。

開口部５３０〜５３７の上側には、庇５３０ａ、５３１ａ、５３２ａ、５３３ａ、５３４ａ、５３５ａ、５３６ａ、５３７ａが設けられている。庇５３０ａ、は、開口部５３０を通してモータハウジング５１内部に雨水等の水が侵入することを妨げる。

同様に、庇５３１ａ、５３２ａ…５３７ａは、開口部５３１、５３２…５３７を通してモータハウジング５１内部に雨水等の水が侵入することを妨げる。

庇５３０ａ〜５３７ａのうち右半周分の庇５３０ａ、５３１ａ、５３２ａ、５３３ａは、開口部５３０、５３１、５３２、５３３に対して回転軸５１ａの回転向き（図５中矢印ｂ参照）の後方に配置されている。

庇５３０ａは、各リブ４５により回転向きに働く風圧が開口部５３０内に加わることを妨げる。同様に、庇５３１ａ、５３２ａ、５３３ａは、各リブ４５により回転向きに働く風圧が開口部５３１、５３２、５３３内に加わることを妨げる。

庇５３０ａ〜５３７ａのうち左半周分の庇５３４ａ、５３５ａ、５３６ａ、５３７ａは、開口部５３４、５３５、５３６、５３７に対して回転軸５１ａの回転向き（図５中矢印ａ参照）の前方に配置されている。

庇５３４ａは、各リブ４５により回転向きに働く風圧が開口部５３４内に加わるように風圧を案内する。同様に、庇５３５ａ、５３６ａ、５３７ａは、各リブ４５により回転向きに働く風圧が開口部５３５、５３６、５３７内に加わるように風圧を案内する。

モータハウジング５１内には、図３に示すように、ステータ５４、ロータ５５、整流子５６、ブラシ５７ａ、５７ｂ、および軸受け５９ａ、５９ｂが収納されている。

ステータ５４は、回転軸５１ａを径方向外周側に配置されて磁界を発生する永久磁石であり、この永久磁石は、モータハウジング５１に固定されている。ロータ５５は、回転軸５１ａに固定されたコア５５ａと、コア５５ａに回巻きされたコイル５５ｂとを備える。整流子５６は、回転軸５１ａに固定され、かつコイル５５ｂの両端部が接続されている。

ブラシ５７ａは、バネ５８ａにより整流子５６側に付勢されており、ブラシ５７ｂは、バネ５８ｂにより整流子５６側に付勢されている。ブラシ５７ａ、５７ｂは、整流子５６に接触した状態で、車載バッテリ（図示省略）の出力電圧を整流子５６に与える。

軸受け５９ａ、５９ｂは、モータハウジング５１にそれぞれ支持されており、軸受け５９ａ、５９ｂは、回転軸５１ａをそれぞれ回転自在に支持する。

次に、本実施形態の作動について図５を参照して説明する。

まず、ブラシ５７ａ、５７ｂが整流子５６に対して車載バッテリの出力電圧を与えると、ロータ５５のコイル５５ｂには電流が流れる。このとき、コイル５５ｂには、ステータ５４から発生する磁界と当該電流とに基づく回転力が発生する。

これに伴い、ロータ５５が回転軸５１ａを回転させる。このため、回転軸５１ａが送風ファン４０を回転させる。このとき、５枚の羽根４７の回転により空気が軸流方向に流れる。このため、ラジエータ２０を通過する空気は、シュラウド３０により案内されて、図１中Ａ矢印の如く、車両前側から車両後側に流れる。

また、ボス部４１の各リブ４５の回転により、回転軸５１ａの回転向きに働く風圧が発生する。

このとき、モータハウジング５１の右半周分の庇５３０ａは、風圧が開口部５３０内に加わることを妨げる。同様に、右半周分の庇５３１ａ、５３２ａ、５３３ａは、風圧が開口部５３１、５３２、５３３内に加わることを妨げる。

左半周分の庇５３４ａは、風圧が開口部５３４内に加わるように風圧を案内する。同様に、左半周分の庇５３５ａ、５３６ａ、５３７ａは、風圧が開口部５３５、５３６、５３７内に加わるように風圧を案内する。

したがって、モータハウジング５１のうち左半周分の開口部５３４、５３５、５３６、５３７内には風圧が加わり、右半周分の開口部５３０、５３１、５３２、５３３内には風圧が加わらない。

このとき、左半周分の開口部５３４、５３５、５３６、５３７内に風圧が加わることに伴って、空気が開口部５３４、５３５、５３６、５３７を通してモータハウジング５１内に流入し、この流入した空気がモータハウジング５１内で右半周分の開口部５３０、５３１、５３２、５３３側に流れ、さらに空気が開口部５３０、５３１、５３２、５３３からモータハウジング５１の外側に流出する。

このようにモータハウジング５１内において左半周分側から右半周分側に空気が流れ、モータハウジング５１内のロータ５５、ブラシ５７ａ、５７ｂ、および整流子５６等を冷却する。

以上説明した本実施形態によれば、送風ファン４０のボス部４１の各リブ４５の回転により、回転軸５１ａの回転向きに働く風圧が発生する。このとき、モータハウジング５１の右半周分の庇５３０ａ、５３１ａ、５３２ａ、５３３ａは、風圧が開口部５３０、５３１、５３２、５３３内に加わることを妨げる。左半周分の庇５３４ａ、５３５ａ、５３６ａ、５３７ａは、風圧が開口部５３４、５３５、５３６、５３７内に加わるように風圧を案内する。

したがって、モータハウジング５１のうちボス側の開口部５３０〜５３７だけで、モータハウジング５１内において空気が左半周分の開口部（上流側開口部）５３４〜５３７側から右半周分の開口部（下流側開口部）５３０〜５３３側に流すことができる。このため、モータハウジング５１内のロータ５５、ブラシ５７ａ、５７ｂ、および整流子５６等を冷却することができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、右半周分の庇５３０ａ〜５３３ａを、開口部５３０〜５３３に対して回転軸５１ａの回転向きの後方に配置し、かつ左半周分の庇５３４ａ〜５３７ａを開口部５３４〜５３７に対して回転軸５１ａの回転向きの前方に配置した例について説明したが、これに限らず、右半周分の庇５３０ａ〜５３３ａを、開口部５３０〜５３３に対して回転軸５１ａの回転向きの前方に配置し、かつ左半周分の庇５３４ａ〜５３７ａを開口部５３４〜５３７に対して回転軸５１ａの回転向きの後方に配置してもよい。

上述の実施形態では、本発明に係るリブ４５を８個設けた例について説明したが、これに限らず、８個以外の個数のリブ４５を設けてもよい。

また、上述の各実施形態では、各リブ４５を直流モータ５０の回転軸５１ａから放射状に延出するように形成した例を示したが、これに代えて、各リブ４５を回転方向の前側に傾きつつ放射線状に延出するように形成したものを用いてもよい。或いは、これに代えて、各リブ４５を回転方向の後側に傾きつつ放射線状に延出するように形成したものを用いてもよい。

さらに、各リブ４５を回転方向の前側に湾曲しつつ放射線状に延出するように形成したものを用いてもよい。或いは、各リブ４５を回転方向の後側に湾曲しつつ放射線状に延出するように形成したものを用いてもよい。

上述の実施形態では、モータハウジング５１の前面５２の開口部５３０〜５３７の個数を８個とした例について説明したが、これに限らず、開口部の個数としては２個以上ならば幾つでもよい。

上述の実施形態では、本発明に係る車両用電動送風機１０として、ラジエータ２０に送風するものについて説明したが、これに限らず、本発明に係る車両用電動送風機１０として、コンデンサに送風するようにしてもよい。コンデンサとは、冷凍サイクル装置を構成し、かつ高圧側冷媒を冷却する熱交換器である。

上述の実施形態では、本発明に係る電動モータとして直流モータ５０を用いた例について説明したが、これに限らず、本発明に係る電動モータとして交流モータを用いてもよい。

上述の実施形態では、送風ファン４０の羽根４７により軸流ファンを構成したが、これに限らず、遠心ファン、斜流ファン、および横流れファンなどを構成しても良い。

上述の実施形態では、モータハウジング５１の開口部５３０〜５３７を同一角度間隔で配置した例について説明したが、これに限らず、開口部５３０〜５３７を回転方向に亘り分散して配置するならば、各開口部５３０〜５３７の間の角度は均等でなくてもよい。

上述の実施形態では、本発明に係る電動送風機を車両用電動送風機に適用した例について説明したが、これに限らず、車両用電動送風機以外の設置型空調機等の各種の機器に適用しても良い。

本発明の一実施形態に係る車両用電動送風機の車両搭載図である。 図１の車両用電動送風機の斜視図である。 図１の車両用電動送風機の断面図である。 図３中Ａ矢視図である。 図３中Ｂ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１０〜車両用電動送風機、４０〜送風ファン、４１〜ボス部、４５〜リブ、
５０〜直流モータ、５１〜モータハウジング、５１ａ〜回転軸、５２〜前面、 ５３０〜５３７〜開口部、５３０ａ〜５３７ａ〜庇、
５５〜ロータ、５７ａ、５７ｂ〜ブラシ、 ５６〜整流子。

Claims (3)

1. モータハウジング（５１）と、水平方向に延出し、かつ前記モータハウジング内から外側に先端側が突出するように配置されている回転軸（５１ａ）と、前記モータハウジング内に配置される固定子（５４）と、前記モータハウジング内で前記回転軸に固定され、前記固定子から発生する磁界に基づいて前記回転軸を回転させる回転子（５５）と、を有する電動モータ（５０）と、
   前記回転軸の先端側に固定されているボス部（４１）と、このボス部から前記回転軸の径方向外周側に延出するように形成されて、前記回転軸の回転に伴って送風する複数の羽根（４７）と、を有する送風ファン（４０）と、を備え、
   前記モータハウジングのうちボス部側には、前記回転軸に対して直交する直交面（５２）が設けられており、
   前記直交面には、前記ボス部に向けて開口する複数の開口部（５３０〜５３７）が、前記回転方向に亘り分散して設けられており、
   前記ボス部には、前記径方向に延出し、かつ前記直交面に向けて突出するように形成されて、前記回転軸の回転に伴って前記回転軸の回転向きに働く風圧を発生するリブ（４５）が設けられており、
   前記複数の開口部のそれぞれの上側には、庇（５３０ａ〜５３７ａ）がそれぞれ設けられており、
   前記複数の庇のうち少なくとも１つの庇（５３４ａ、５３５ａ、５３６ａ、５３７ａ）は、前記開口部に対して前記回転向きの前方に配置されて、前記風圧が前記開口部内に加わるように前記風圧を案内し、
   前記複数の庇のうち前記１つの庇以外の他の庇（５３０ａ、５３１ａ、５３２ａ、５３３ａ）は、前記開口部に対して前記回転向きの後方に配置されて、前記開口部に前記風圧が加わることを妨げるようになっていることを特徴とする電動送風機。
2. 前記複数の開口部は、前記回転軸を中心とする同一角度間隔で並べられていることを特徴とする請求項１に記載の電動送風機。
3. 前記複数の庇は、前記直交面のうち一方の半周側に配置された庇（５３４ａ、５３５ａ、５３６ａ、５３７ａ）と、他方の半周側に配置された庇（５３０ａ、５３１ａ、５３２ａ、５３３ａ）とから構成され、
   前記一方の半周側の庇は、前記開口部に対して前記回転向きの前方に配置されて、前記風圧が前記開口部内に加わるように前記風圧を案内し、
   前記他方の半周側の庇は、前記開口部に対して前記回転向きの後方に配置されて、前記開口部に前記風圧が加わることを妨げるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の電動送風機。

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